| Projektpartner | Technische Universität Braunschweig, Institut für Hochspannungstechnik und Elektrische Energieanlagen – elenia SMA Solar Technology AG |
| Förderung | Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWE) |
| Projektlaufzeit | 01.05.2023 - 30.04.2026 |
| Bearbeitende Fraunhofer IEE | Thomas Degner (Projektleitung), Diana Strauß-Mincu, Thorsten Reimann, Luis David Pabón Ospina, Farhad Safargholi |
Gemeinsam mit Netzbetreibern sollten die kritischen Aspekte des zukünftigen Verteilnetzbetriebs im Zieljahr 2030 mit hohem Anteil an dezentralen erneuerbaren Energien und netzbildenden Eigenschaften mit Fokus auf Stabilitätsfragen identifiziert und beantwortet werden.
Hemmnisse beim flächendeckenden Einsatz von netzbildenden Regelungsverfahren auf allen Ebenen des Verteilnetzes sollten beschrieben und Lösungsoptionen entwickelt werden. Hierbei wurde insbesondere auf das Zusammenwirken mit bereits vorhandenen Stromrichtern und mögliche Wechselwirkungen mit der existierenden Netz-Infrastruktur geachtet.
Im Bereich Netzschutz und Fehlermanagement zeigen die Arbeiten des Forschungsprojekts, dass bestehende Schutzkonzepte weiterhin prinzipiell anwendbar sind, jedoch nicht unverändert beibehalten werden können.
Für die Schutzfunktionen I> und Z-Anregung wurden mögliche Unsicherheiten und Maßnahmen aufgezeigt.
Bei der automatischen Wiedereinschaltung erfordern die netzbildenden Eigenschaften Maßnahmen, um die Spannungslosigkeit sicherzustellen, da es zu verzögerten Schutzabschaltungen des Entkupplungsschutzes kommen kann.
Schwingungsphänomene und Wechselwirkungen, die bislang vor allem im Übertragungsnetz relevant waren, gewinnen auch im Verteilnetz an Bedeutung. Leistungsschwingungen, wie Schwingungen bei der Spannungsregelung im Zusammenspiel mit Q(U), können auftreten, die im mittlerweile veröffentlichen FNN-Hinweis1 genannte Parametrierung und Umsetzung, kann in dieser Hinsicht einen stabilen Betrieb sicherstellen. Werkzeuge zur Bewertung von Netzinteraktionen und zur Auslegung für netzbildende Anlagen in der Niederspannung wurden entwickelt.
Für den Umgang mit der Teilnetzbildung wurde eine sprachliche Nomenklatur vorgeschlagen. Es wurden wesentliche Ursachen für die Auswirkungen netzbildender Einheiten auf ungewollte Inseln in aktuellen Prüfverfahren gefunden. Zudem wurde ein Inselnetzerkennungsverfahren vorgeschlagen, welches auch im Zusammenspiel mit Bestandsanlagen ähnliche Ergebnisse in der Simulation und Labor liefert, wie gängige für netzfolgende Einheiten.
Das Forschungsprojekt “Verteilnetz 2030plus” zeigt, dass netzbildende Stromrichter die Stabilisierung von Frequenz und Spannung übernehmen können. Notwendig ist jedoch eine Anpassung von Schutz-, Regelungs- und Integrationskonzepten. Für Niederspannungsnetze wurde ein Inselnetzerkennungsverfahren entwickelt. In Studien wurde gezeigt, dass bei geeigneter Parametrierung Leistungsschwingungen im Verteilnetz vermieden werden können. Ein im Projekt entwickeltes transparentes Auslegungsverfahren für netzbildende Regelungen für Niederspannungsnetze vereinfacht diese Parametrierungen. Zur Bewertung von Netzinteraktionen, Oberschwingungen und Spannungsqualität wurde eine frequenzbereichsbasierte Analysemethode entwickelt. Stromrichterdominierte Verteilnetze können grundsätzlich stabil und sicher betrieben werden.
Fraunhofer-Institut für Energiewirtschaft und